虫洞是什么?
我们真的能用它穿越时空吗?
今天一起了解虫洞
01虫洞?是虫子住的洞吗?
宇宙中的虫洞是科学家推测可能存在的一种特殊隧道,它的两头连接着两个遥远的时空,理论上说,如果能从虫洞的一端穿越到另一端,就能实现超越光速的时空旅行。
电影《星际穿越》中结尾主角就是进入了虫洞,发生了时空穿越。感兴趣的同学可以去看看哦!
图源:截图 电影星际穿越中的画面
要理解虫洞,我们首先要理解“黑洞”和“白洞”。在霍金的两大科普著作《时间简史》《果壳中的宇宙》的帮助下,黑洞这一概念早已深入人心。它是在恒心死亡时,由于体积收缩,密度变大,获得使光也无法逃脱的巨大密度的一种天体。而所谓白洞,其实就是和黑洞具有相反性质的特殊天体,特点是不断往外“吐”出东西,只发射而不吸收。
一个吞噬一切,一个“吐出”一切,大家可以想象一下,如果一个黑洞恰好连上了一个白洞时会怎么样呢?这时就会形成虫洞(worm hole)。
图源:中科院理论物理研究所 虫洞示意图
1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,在爱因斯坦的理论中,空间和时间不再是绝对的、不可变的,而是可塑的、相互依存的,且它们会受物质存在的影响。1935年,爱因斯坦和他的助手罗森在广义相对论的框架下研究黑洞,首次提出“爱因斯坦-罗森桥”的概念,这座“桥”连接了时空中两个不同区域的通道。上世纪50年代,物理学家惠勒将这座桥命名为“虫洞”。
这听起来是不是很令人心动?进入虫洞,你可能会出现在宇宙的任意一个角落,甚至穿越时空,改写你的人生,重新选择你曾经后悔的事。然而,虽然广义相对论允许虫洞的存在,物理学家还从未在宇宙中观测到虫洞,目前只有黑洞被人类实际观测。
02量子虫洞又是啥?
虽然我们还没有在宇宙中发现虫洞,但现在科学家们创造出了虫洞,还观察到了信息在虫洞之间传递的现象。不过,先别想着穿越时空,这个虫洞并非上述所讲的引力虫洞,而是一个量子虫洞。
日前,英国《自然》(Nature)杂志发表的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这个全息虫洞成功地将量子态通过虫洞,由一个量子系统传递到了另一个量子系统。
如果我们想象中可以时空旅行的虫洞叫作“时空虫洞”的话,量子态的量子虫洞则可以称之为“微型虫洞”。
那么,研究量子虫洞有什么用呢?
这是因为,广义相对论和量子力学虽然各自都发展了很长一段时间,但它们之间仍然有一个根本性的“冲突”——量子引力。
具体来说, “广义相对论”描述了引力且在恒星、行星、银河上等大尺度上都适用;而“量子力学”描述了其他3种作用在微观尺度的基本力。这二者是否有“握手言欢”的可能?这就要看量子引力的表现。
物理学家们当然想通过实验去检验,但很遗憾,量子引力的能量与尺度,此前的实验室条件是无法模拟和观测的。而这就是“全息”的用武之地,它可以帮助物理学家创建一个与原始系统相当,但不太复杂的系统。这类似于用二维全息图显示三维图像的细节。
03量子虫洞是怎么创造出来的?
2019年谷歌的物理学家们提出了一种实验假说,认为一个在物理实验室中可以再造的量子态,能被解释为在两个黑洞之间的虫洞中穿越的信息。
现在,来自谷歌、MIT、费米实验室和加州理工学院的科学家们,用9个量子位、1台量子计算机模拟出了对应的量子动力学。在同一个量子芯片中,他们创建了两个纠缠的量子系统,并将一个量子位放入其中一个量子系统。结果,他们在另一个量子系统中观察到了这个量子位“穿越虫洞”而来的信息,结果符合预期的引力性质。
这是什么意思?大家可以设想在两组纠缠粒子之间,穿上一根电线或其它任何的物理连接,让粒子们编码出虫洞的两个口。
在这种耦合作用下,操作其中一侧的粒子,会引起另一侧粒子的变化。这样就有可能在两侧粒子之间撑开一个虫洞。
图片来源:inqnet/A.Mueller 量子计算机的模拟显示了信息如何通过虫洞
尽管存在争议,但是这项前所未有的实验,探索了时空以某种方式从量子信息中产生的可能性。随着量子装置的不断改进,错误率会更低,芯片会更强,那么对引力现象的研究也会更加深入。
END
资料来源:中科院物理所、极目新闻、科技日报、环球科学、量子位
整理:董小娴
上海市虹口区嘉兴路街道——让社区服务更精细******
上海市虹口区嘉兴路街道——
让社区服务更精细(新时代新征程新伟业)
穿上西装、打好领带,86岁的陈可明(化名)显得精神了许多。
“一会儿要去驿站表演节目呀,开心吧!”凑到陈可明耳边,老伴李为梅大声说道。
锁好门,两位老人牵着手,缓步走向上海虹口区市民驿站嘉兴路街道第一分站。“距离很近,七八分钟就到。这里每天都有活动、有餐食,就像我们的‘第二个家’。”
通过合理布局市民驿站、长者照护之家、社区食堂、智慧健康小屋等,如今嘉兴路街道已形成15分钟社区养老服务圈,为老年人就近就便提供日托、助餐、助洁、助医等服务。
“2018年11月6日,习近平总书记在虹口区市民驿站嘉兴路街道第一分站考察时指出,党中央高度重视养老服务工作,要把政策落实到位,惠及更多老年人。”嘉兴路街道党工委书记刘俊说,“我们牢记总书记嘱托,将持续完善社区为老服务体系,让老年人安享幸福晚年。”
打造15分钟养老服务圈
上午9点,推开市民驿站二楼日间照料中心的门,歌声飘然而至。陈可明神情陶醉,正指挥几位老人排演。一旁,李为梅举着手机,为他们拍照留念。
去年,陈可明罹患阿尔茨海默病。儿女不在身边,李为梅一人照顾老伴。“得亏有这市民驿站,不然真熬不住。”李为梅说。得知市民驿站开设了日间照料中心,老两口几乎每天都来,“早上8点半来,下午4点离开,有护理员全程带着做手指操、表演节目,老陈还在合唱队里当起了指挥。”
老伴有人照护,李为梅也有了空闲时间,跟着几个老姐妹跳起了扇子舞。
在虹口区,市民驿站赢得了众多老年人点赞。“现在每个街道都至少建有3到4个市民驿站,为老年人提供日托、助餐、助洁、助医等服务。”虹口区养老服务发展中心主任王青介绍,各街道把最大的市民驿站作为枢纽式的“社区综合为老服务中心”,形成15分钟社区养老服务圈。
“现在我们街道有12个社区助餐点。不管从街道的哪个小区出发,10分钟内就能吃上热乎饭。”没法出门的时候,李为梅会申请上门送餐。
嘉兴路街道着力推进为老服务精细化。“以市民驿站嘉兴路街道第一分站为例,驿站的诊所增加了多个中医养生项目;日托所增加了热疗床、智慧养老设备。”刘俊说,“贯彻落实党的二十大报告提出的‘推动实现全体老年人享有基本养老服务’要求,我们将优化服务供给,分类提供养老保障、生活照料、康复照护、社会救助等适宜服务。”
探索“管家式”养老服务
之前,80岁的罗阿婆家里用的是砖砌的浴缸。随着年龄增长,洗澡越来越费劲,特别担心摔着碰着。
利用嘉兴路街道开展适老化改造契机,与罗阿婆结对的养老顾问潘海峰帮老人递交了浴室改造申请,拿到3000元补贴,并全程代办相关手续。之后,施工队进场施工,一周多时间就改造完毕。
在虹口区,像潘海峰这样的养老顾问已有474名。虹口区进一步打造“管家式”养老服务,制定服务清单。
“我们在市民驿站、居委会设置养老顾问点,对街道的高龄、独居、失能老人开展排查摸底,组织282名志愿者、网格员与养老顾问一起逐户上门问需,并与上千位有需求的老人结对。”刘俊介绍。
29岁的潘海峰是嘉兴路街道飘鹰居委会的老龄事业专职干事,自兼任养老顾问以来,共与54位老人结对。说起养老顾问为老服务的事,他如数家珍:飘鹰花苑小区中心处新改建了花园、增加了健身器材;一些居民楼入口新建了无障碍坡道……
虹口区还积极推动养老顾问点从市民驿站向居民区延伸,并充分发挥社区志愿者和社会组织作用,为符合条件的老人提供助餐、助浴、陪医就诊等一对一上门服务。
“党的二十大报告提出‘采取更多惠民生、暖民心举措,着力解决好人民群众急难愁盼问题’。”虹口区副区长章维表示,将采取更多措施持续提升广大老年人的获得感、幸福感、安全感。
健全关爱服务体系
下午,72岁的周平峰在市民驿站旁的和平公园内快走2公里。一圈下来,他直奔公园西侧的室外智能体测仪,根据提示音熟练操作。不一会儿,身高体重、体成分、静态心率等指标已测出。
前不久,一些老年人向嘉兴路街道办事处反映:“在公园里锻炼完,能不能有个仪器检测一下身体情况?”一套多功能室外智能体测仪定价10多万元,还要协调公园提供安装空间,单凭嘉兴路街道的力量,解决难度大。
嘉兴路街道着力推进党群服务阵地融合发展,统筹协调驻区单位、“两新”组织、志愿者等力量和资源,共同为辖区群众解难题。最终,区绿化市容局、区体育局、街道办事处等单位党组织共同发力,促成室外智能体测仪落户和平公园,并由志愿者队伍负责日常维护。
开展互助养老,是嘉兴路街道健全老年人关爱服务体系的又一举措。
嘉兴路街道推出“老伙伴计划”,由228位低龄健康老人结对上千位有需求的老人,通过上门探访、情感支持和参与社区活动等形式开展互助服务。
市民孙东娣与5位高龄老人结对,每天都要挨家挨户走一趟,帮着做些力所能及的事。
“党的二十大报告提出‘建设人人有责、人人尽责、人人享有的社会治理共同体’。我是有52年党龄的老党员,也要出一份力。”孙东娣说,现在提供互助服务,等自己高龄时也能享受这种服务,“我觉得这也体现了人人有责、人人尽责、人人享有。”(人民日报 记者 刘士安 方 敏)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)